具有驻涡特征的燃气涡轮燃烧器组件

摘要

一种具有驻涡特征的燃气涡轮机燃烧器组件。提出了一种具有驻涡特征以减少排放的用于燃气涡轮发动机(10)的燃烧器组件(100)。驻涡通过使用被喷射到环形腔(60)中的氨被形成，环形腔(60)被定位在包围燃烧器组件的燃烧室(28)的壁中。环形腔(60)并且因此驻涡被定位成使得当在燃烧室内发生燃烧时，环形腔并且因此驻涡的位置在火焰前部(9)的下游。由燃烧产生的排放物穿过燃烧室(28)，并且在离开燃烧室之前经过环形腔(60)。燃烧室中的驻涡将由驻涡中的氨产生的NH2自由基供应到经过的排放物，并且将排放物中的NOx和/或N2O转换为无污染的产物，主要是水和氮。

权利要求

1.一种用于操作用于一个燃气涡轮发动机(10)的一个燃烧器组件(100)的方法，所述方法包括：

在所述燃烧器组件(100)的一个燃烧室(28)的一个反应区(109)中燃烧至少一种第一燃料(1)，其中所述反应区(109)包括一个反应区前部(9)；以及将氨(6)喷射到所述燃烧室(28)中以在所述燃烧室(28)中形成一个驻涡(66)，其中所述氨(6)被喷射，使得所述驻涡(66)在所述燃烧室(28)中被形成在位于所述反应区前部(9)的下游的一个位置处。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一燃料(1)包括以下之一或者是以下之一：氢、一种碳氢化合物、碳氢化合物的一种混合物、氨、以及上述项的一种组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中燃烧至少所述第一燃料(1)包括：燃烧至少一种第二燃料(2)，所述方法还包括：

将所述第二燃料(2)喷射到所述燃烧室(28)中，使得所述第二燃料(2)进入所述反应区(109)，其中所述第二燃料(2)的反应性小于所述第一燃料(1)；

其中燃烧所述第一燃料(1)包括：将所述第一燃料(1)喷射到所述燃烧室(28)中，使得所述第一燃料(1)进入所述反应区(109)；

其中所述第一燃料(1)和所述第二燃料(2)被喷射，使得在所述第一燃料(1)和所述第二燃料(2)进入所述反应区(109)之前，所述第一燃料(1)和所述第二燃料(2)与一个第一气流(91)和一个第二气流(92)预混合，以分别形成一条第一预混合流线(112)和一条第二预混合流线(113)；以及

其中所述预混合流线(112、113)中的每一条预混合流线开始于所述燃料(1、2)与相应的所述气流(91、92)预混合的一个起点，并且在所述燃料(1、2)进入所述反应区(109)的一个位置(1′、2′)处终止，并且其中所述第二预混合流线(113)的长度(L2)大于所述第一预混合流线(112)的长度(L1)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一燃料(1)包括以下之一或者是以下之一：氢、一种碳氢化合物、碳氢化合物的一种混合物、以及上述项的一种组合，并且其中所述第二燃料(2)包括或者是：一种碳氢化合物、碳氢化合物的一种混合物、氨、以及上述项的一种组合。

5.根据权利要求3所述的方法，其中燃烧至少所述第一燃料(1)包括：燃烧至少一种第三燃料(3)，所述方法还包括：

将所述第三燃料(3)喷射到所述燃烧室(28)中，使得所述第三燃料(3)进入所述反应区(109)，其中所述第三燃料(3)的反应性小于所述第二燃料(2)；

其中所述第三燃料(3)被喷射，使得在所述第三燃料(3)进入所述反应区(109)之前，所述第三燃料(3)与一个第三气流(93)预混合，以形成一条第三预混合流线(114)；以及其中所述第三预混合流线(114)开始于所述第三燃料(3)与所述第三气流(93)预混合的一个起点，并且在所述第三燃料(3)进入所述反应区(109)的一个位置(3′)处终止，并且其中所述第三预混合流线(114)的长度(L3)大于所述第二预混合流线(113)的所述长度(L2)。

6.根据权利要求5所述的方法，

其中所述第一燃料(1)包括氢或者是氢；

其中所述第二燃料(2)包括一种碳氢化合物或者碳氢化合物的一种混合物、或者所述第二燃料(2)是一种碳氢化合物或者碳氢化合物的一种混合物；以及其中所述第三燃料(3)包括氨或者是氨。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述燃烧器组件(100)包括一个燃烧器罐(70)、所述燃烧器罐(70)中的一个环形腔(60)以及具有一个预燃室出口(82)的一个预燃室(80)，并且其中所述环形腔(60)距所述预燃室出口(82)的轴向距离(D)等于或者大于所述燃烧器罐(70)的长度(L)的50％，具体地，所述环形腔(60)距所述预燃室出口(82)的轴向距离(D)在所述燃烧器罐(70)的所述长度(L)的50％和75％之间，其中所述氨(6)被喷射到所述燃烧器罐(70)中，使得所述驻涡(66)被形成在所述燃烧器罐(70)的所述环形腔(60)中。

8.一种用于一个燃气涡轮发动机的燃烧器组件(100)，所述燃烧器组件(100)包括：一个烧嘴(30)，具有一个烧嘴板(33)，一个预燃室(80)，具有一个预燃室出口(82)，一个燃烧器罐(70)，具有比所述预燃室(80)更大的一个径向范围，其中一个燃烧室(28)由所述燃烧器罐(70)和所述预燃室(80)限定，并且其中所述燃烧室(28)被配置为在一个反应区(109)中燃烧至少一种第一燃料(1)，一个或者多个第一喷射器(103)，被配置为将所述第一燃料(1)喷射到所述燃烧室(28)中，

其特征在于，

所述燃烧器罐(70)包括被配置为维持一个驻涡(66)的一个环形腔(60)，其中所述环形腔(60)距所述预燃室出口(82)的轴向距离(D)等于或者大于所述燃烧器罐(70)的长度(L)的50％，具体地，所述环形腔(60)距所述预燃室出口(82)的轴向距离(D)在所述燃烧器罐(70)的所述长度(L)的50％和75％之间。

9.根据权利要求8所述的燃烧器组件(100)，还包括：到所述环形腔(60)的一个氨供应部(62)，使得所述驻涡(66)被形成在所述燃烧器罐(70)的所述环形腔(60)中。

10.根据权利要求8或者9所述的燃烧器组件(100)，所述燃烧器组件(100)包括：一个或者多个第二喷射器(104)，被配置为将反应性小于所述第一燃料(1)的一种第二燃料(2)喷射到所述燃烧室(28)中，其中所述燃烧器组件(100)适于在所述燃料(1、2)进入所述燃烧室(28)的所述反应区(109)之前，使所述第一燃料(1)和所述第二燃料(2)与一个第一气流(91)和一个第二气流(92)预混合，以分别形成一条第一预混合流线(112)和一条第二预混合流线(113)，其中所述预混合流线(112、113)中的每一条预混合流线开始于所述燃料(1、2)与相应的所述气流(91、92)预混合的一个起点，并且在所述燃料(1、2)进入所述反应区(109)的一个位置(1′、

2′)处终止，以及

其中所述第二预混合流线(113)的长度(L2)大于所述第一预混合流线(112)的长度(L1)。

11.根据权利要求10所述的燃烧器组件(100)，所述燃烧器组件(100)包括：一个第一燃料供应部(201)，被配置为将所述第一燃料(1)提供到所述一个或者多个第一喷射器(103)，以及

一个第二燃料供应部(202)，被配置为将所述第二燃料(2)提供到所述一个或者多个第二喷射器(104)，

其中所述第一燃料(1)包括以下之一或者是以下之一：氢、一种碳氢化合物、碳氢化合物的一种混合物、以及上述项的一种组合，并且其中所述第二燃料(2)包括或者是：一种碳氢化合物、碳氢化合物的一种混合物、氨、以及上述项的一种组合。

12.根据权利要求10所述的燃烧器组件(100)，其中所述燃烧器组件(100)包括：一个或者多个第三喷射器(105)，被配置为将反应性小于所述第二燃料(2)的一种第三燃料(3)喷射到所述燃烧室(28)中，

其中所述燃烧器组件(100)适用于在所述第三燃料(3)进入所述燃烧室(28)的所述反应区(109)之前使所述第三燃料(3)与一个第三气流(93)预混合，以形成一条第三预混合流线(114)，其中所述第三预混合流线(114)开始于所述第三燃料(3)与所述第三气流(93)预混合的一个起点处，并且在所述第三燃料流进入所述反应区(109)的一个位置(3')处终止，以及

其中所述第三预混合流线(114)的长度(L3)大于所述第二预混合流线(113)的所述长度(L2)。

13.根据权利要求12所述的燃烧器组件(100)，还包括：一个第一燃料供应部(201)，被配置为将所述第一燃料(1)提供到所述一个或者多个第一喷射器(103)，

一个第二燃料供应部(202)，被配置为将所述第二燃料(2)提供到所述一个或者多个第二喷射器(104)，以及

一个第三燃料供应部(203)，被配置为将所述第三燃料(3)提供至所述一个或者多个第三喷射器(105)；

其中所述第一燃料(1)包括氢或者是氢；

其中所述第二燃料(2)包括一种碳氢化合物或者碳氢化合物的一种混合物，或者所述第二燃料(2)是一种碳氢化合物或者碳氢化合物的一种混合物；以及其中所述第三燃料(3)包括氨或者是氨。

14.根据权利要求12或者13所述的燃烧器组件(100)，其中所述一个或者多个第一喷射器(103)被布置在所述预燃室(80)的一个前面(81)上，并且其中所述燃烧器组件(100)包括：

一个下游旋流器(211)，具有所述一个或者多个第二喷射器(104)，其中所述下游旋流器(211)被配置为将由所述一个或者多个第二喷射器(104)喷射的所述第二燃料(2)和所述第二气流(92)的一种混合物引入到所述燃烧室(28)中；以及一个上游旋流器(217)，具有所述一个或者多个第三喷射器(105)，其中所述上游旋流器(217)被配置为将由所述一个或者多个第三喷射器(105)喷射的所述第三燃料(3)和所述第三气流(93)的一种混合物引入到所述燃烧室(28)中；

其中所述下游旋流器(211)和所述上游旋流器(217)被布置在所述预燃室(80)处。

15.根据权利要求8至14中任一项所述的燃烧器组件(100)，其中所述环形腔(60)的纵横比为1:1。

说明书

具有驻涡特征的燃气涡轮燃烧器组件

技术领域

[0001] 本发明涉及用于减少来自燃气涡轮发动机中的燃烧器的排放的技术，并且更具体地，涉及使用驻涡来减少在燃气涡轮发动机中的NOx排放的方法和燃烧器组件。

背景技术

[0002] 燃气轮机通常用于工业应用。为了实现环境友好地操作燃气轮机的目标，可以使燃气轮机在DLE(干式低排放)燃烧模式下操作，其中燃气轮机产生低排放，特别是低NOx排
放。NOx是针对空气污染最相关的氮氧化物(即，一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2))的通用术
语。为了实现该目标，必须使空气和燃料在燃气涡轮机的燃烧器中实现良好地并且均匀地
混合。

[0003] 通常，用于燃气涡轮发动机的燃烧硬件(诸如燃烧器组件)被设计用于特定燃料，例如天然气、柴油、合成气、填埋气和具有变化的沃泊指数的其他碳氢化合物燃料。然而，对
于最初针对一种燃料所设计的硬件，随后当对不同的燃料进行操作的情况下，通常会不能
最佳地操作，从而产生回火(火焰在燃烧器表面上燃烧)、熄火(发动机关闭)、燃烧动力学
(硬件完整性)、高压降(性能损失)或者高排放。

[0004] 低NOx排放燃烧器利用燃烧器内降低的峰值火焰温度来通过分级策略(诸如贫燃预混燃烧)限制热NOx的形成。在低NOx应用中，由于燃烧温度被降低，若干其他不良燃烧现
象变得更加普遍，并且必须解决。低NOx极限通常以开始出现贫油熄火(LBO)(也被称为熄
火)形式的燃烧不稳定为边界。当燃烧的燃料/空气混合物所产生的热能不再足以将进入的
燃料‑空气混合物加热到燃点时，就会发生贫油熄火。

[0005] 若干传统方法使发动机接近贫油熄火极限。通常，燃料将被引入多个燃料喷射孔中，并且在整个负载范围内具有不同的分级。使用引燃燃料/初级燃料喷射来局部控制和稳
定火焰，从而避免LBO。通常使用燃料计划图或者对燃料分配进行智能控制(诸如在WO2007/
082608中的)，来确定发动机在整个负载范围内的运行路径。然而，这些方法无法允许在所
有情况下都可靠地操作燃气涡轮机，以实现高效率和低排放。

[0006] 因此，需要一种技术，具体地，需要一种用于燃气轮机的燃烧器组件和一种用于使用这种燃烧器组件的方法，该方法允许进行有效燃烧并且同时具有低排放。

发明内容

[0007] 因此，本发明的目的是提供一种技术，具体而言，提供一种用于燃气轮机的燃烧器组件和一种用于使用这种燃烧器组件的方法，该方法允许进行有效燃烧并且同时具有低排
放。

[0008] 上述目的通过根据本技术的权利要求1的用于操作燃气轮机的燃烧器组件的方法以及根据本技术的权利要求8的用于燃气轮机的燃烧器组件来实现。在从属权利要求中提
供了本技术的有利实施例。

[0009] 在本技术的第一方面中，提出了一种用于操作用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件的方法。在该方法中，在燃烧器组件的燃烧室的反应区中燃烧至少第一燃料。反应区具有反
应区前部。在燃烧第一燃料的同时或者之后，将氨喷射到燃烧室中以在燃烧室中来形成驻
涡。氨被喷射为使得驻涡在燃烧室中被形成在位于反应区前部的下游的位置处。

[0010] 在反应区，由于第一燃料的燃烧，产生工作气体(也被称为燃烧气体或者燃烧产物)。燃烧产物包括排放物，具体而言，燃烧产物包括NOx和/或N2O。排放物继而与其他燃烧
产物一起穿过燃烧室向下游流向过渡导管，过渡导管被定位成与燃烧器组件相邻。在离开
燃烧室之前，在排放物下游行程中，排放物经过环形腔，即，排放物在环形腔附近流动并且
因此经过驻涡，该驻涡被定位在反应区前部的下游，或者换句话说，被定位在火焰前部的下
游。燃烧室中的驻涡向经过的排放物供应NH2自由基，并且将NOx和/或N2O转换为无污染的产
物(主要是水和氮)，NH2自由基是由被喷射到环形腔中的氨产生的。因此，在燃烧产物中(并
且因此，在燃气涡轮发动机的排气中)减少了排放，特别是减少了NOx和/或N2O的排放。

[0011] 在该方法的实施例中，第一燃料包括以下之一或者是以下之一：氢、碳氢化合物、碳氢化合物的混合物、氨以及上述项的组合。因此，本方法可以被用于各种不同类型的燃
料。

[0012] 在该方法的另一实施例中，燃烧至少第一燃料包括：燃烧至少第二燃料。该方法还包括：将第二燃料喷射到燃烧室中，使得第二燃料进入反应区。第二燃料的反应性小于第一
燃料。此外，燃烧第一燃料包括：将第一燃料喷射到燃烧室中，使得第一燃料进入反应区。第
一燃料和第二燃料被喷射，使得在第一燃料和第二燃料进入反应区之前，第一燃料和第二
燃料与第一气流和第二气流预混合来分别形成第一预混合流线和第二预混合流线。预混合
流线中的每一条预混合流线开始于燃料与相应气流预混合的起点，并且在燃料进入反应区
的位置处终止。因此，第一预混合流线和第二预混合流线中的每一条预混合流线基本上形
成在燃烧室中，然而，预混合流线中的一条或者两条预混合流线的一部分可以延伸到燃烧
室的外部，例如，预混合流线中的一条或者两条预混合流线的一部分可以延伸到旋流器中。

[0013] 第二预混合流线的长度大于第一预混合流线的长度。因此，使两种燃料(即，第一燃料和第二燃料)独立地预混合，并且因此，实现了每个燃料流与空气的期望的最佳预混
合。这引起了稳定的火焰，该稳定的火焰耐受负载变化或者第一燃料和第二燃料的比率的
变化。此外，由于每种燃料进行了期望的预混合，所以实现了贫燃料燃烧，该贫燃料燃烧引
起低排放，特别是NOX的低排放。通过使用两种独立地预混合的燃料来降低排放(由于预混
合流线的不同长度而发生期望的预混合)，补充了由上述通过驻涡喷射的氨实现的排放降
低。

[0014] 在该方法的另一实施例中，第一燃料包括以下之一或者是以下之一：氢、碳氢化合物(诸如甲烷)、碳氢化合物的混合物(诸如天然气)以及上述项的组合。第二燃料包括或者
是：碳氢化合物(诸如甲烷)，碳氢化合物的混合物(诸如天然气)、氨以及上述项的组合。第
一燃料增加了火焰稳定性。当被用作第二燃料时，第一燃料还使得低反应性燃料(诸如氨
气)能够燃烧。

[0015] 在该方法的另一实施例中，燃烧至少第一燃料包括：燃烧至少第三燃料。该方法还包括：将第三燃料喷射到燃烧室中，使得第三燃料进入反应区。第三燃料的反应性小于第二
燃料。第三燃料被喷射，使得在第三燃料进入反应区之前，第三燃料与第三气流预混合来形
成第三预混合流线。第三预混合流线开始于第三燃料与第三气流预混合的起点，并且在第
三燃料进入反应区的位置处终止。因此，第一预混合流线、第二预混合流线和第三预混合流
线中的每一条预混合流线基本上都被形成在燃烧室中，然而，预混合流线中的一条或者多
条预混合流线的一部分可以延伸到燃烧室的外部，例如，预混合流线中的一条或者多条预
混合流线的一部分可以延伸到旋流器中。

[0016] 第三预混合流线的长度大于第二预混合流线的长度。因此，使三种燃料(即，第一燃料、第二燃料和第三燃料)独立地预混合，并且因此实现了每个燃料流与空气的期望的最
佳预混合。这引起了稳定的火焰，该稳定的火焰耐受负载变化或者燃料的比率的变化。此
外，由于每种燃料进行了期望的预混合，所以实现了贫燃料燃烧，该贫燃料燃烧引起低排
放，特别是NOX的低排放。通过使用三种独立地预混合的燃料来降低排放(由于预混合流线
的不同长度而发生期望的预混合)，补充了由上述通过驻涡喷射的氨实现的排放降低。

[0017] 在该方法的另一实施例中，第一燃料包括氢或者是氢；第二燃料包括碳氢化合物(例如甲烷)或者碳氢化合物的混合物(例如天然气)、或者是碳氢化合物(例如甲烷)或者碳
氢化合物的混合物(例如天然气)；并且第三燃料包括氨或者是氨。

[0018] 在该方法的另一实施例中，用于该方法的燃烧器组件具有燃烧器罐、该燃烧器罐中的环形腔以及具有预燃室出口的预燃室。环形腔与预燃室出口的轴向距离等于或者大于
燃烧器罐的长度(L)的50％，具体地，环形腔与预燃室出口的轴向距离在燃烧器罐的长度的
50％和75％之间。在该方法中，氨被喷射到燃烧器罐中，使得驻涡被形成在燃烧器罐的环形
腔中。在大多数现代的燃气涡轮发动机中，反应区或者火焰被限制在燃烧器罐的前半部内，
并且因此，如针对该方法的本实施例使用的，环形腔相对于燃烧器罐的长度的相对位置可
以确保驻涡被形成在反应区前部或者火焰前部的上游。

[0019] 在本技术的另一方面中，提出了一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件。该燃烧器组件包括：具有烧嘴板的烧嘴；具有预燃室出口(即，预燃室的出口)的预燃室；燃烧器罐，
具有比预燃室更大的径向范围。预燃室和燃烧器罐都可以基本上是从烧嘴板向与燃烧器组
件相邻的过渡导管延伸的管状结构。在烧嘴之后是预燃室，接着在该预燃室之后是燃烧器
罐，该燃烧器罐在过渡导管的入口处终止。燃烧器罐的入口与预燃室的出口对齐。在燃烧器
组件中，燃烧室由燃烧器罐和预燃室限定。燃烧室被配置为在反应区中燃烧至少第一燃料。
燃烧器组件(在下文中也被称为组件)包括将第一燃料喷射到燃烧室中的一个或者多个第
一喷射器。在该组件中，燃烧室可以包括被配置为维持驻涡的环形腔，优选地，该驻涡由在
环形腔内的氨气和空气混合物循环形成。环形腔与预燃室出口的轴向距离等于或者大于燃
烧器罐的长度的50％，具体地，环形腔与预燃室出口的轴向距离在燃烧器罐的长度的50％
和75％之间。在燃气涡轮发动机中，反应区或者火焰被限制在燃烧器罐的前半部内，并且因
此环形腔相对于燃烧器罐的长度的相对位置可以确保驻涡被形成在反应区前部或者火焰
前部的上游。可以向驻涡供应产生自由基的任何合适的化合物(诸如氨气)，这些自由基与
排放物(特别是与NOx和/或N2O)发生反应并且将排放物转换成无污染的化合物。

[0020] 在实施例中，该燃烧器组件包括：到环形腔的氨供应部，使得驻涡被形成在燃烧器罐的环形腔中。氨产生NH2自由基，这些NH2自由基与排放物(特别是与NOx和/或N2O)发生反
应并且将排放物转换成无污染的化合物。

[0021] 在实施例中，除了第一喷射器之外，该燃烧器组件还包括一个或者多个第二喷射器。第二喷射器将第二燃料喷射到燃烧室中。第二燃料的反应性小于第一燃料。该组件适于
在燃料进入燃烧室的反应区之前，使第一燃料和第二燃料与第一气流和第二气流预混合以
分别形成第一预混合流线和第二预混合流线。第一预混合流线和第二预混合流线中的每一
条预混合流线形成在燃烧室中，然而，预混合流线中的一条或者两条预混合流线的一部分
可以延伸到燃烧室的外部，例如，预混合流线中的一条或者两条预混合流线的一部分可以
延伸到旋流器中。预混合流线中的每一条预混合流线开始于燃料与相应气流预混合的起
点，并且在燃料进入反应区的位置处终止。第二预混合流线的长度大于第一预混合流线的
长度。因此，燃烧器组件适于使用两种燃料，即，第一燃料和第二燃料，在燃烧器组件内独立
地被预混合并且因此实现了每个燃料流的期望的最佳预混合，这引起稳定的火焰，该稳定
的火焰耐受负载变化或者第一燃料和第二燃料的比率的变化。此外，在本技术的燃烧器组
件中，由于每种燃料进行了期望的预混合，所以实现了贫燃料燃烧，该贫燃料燃烧引起低排
放，特别是NOX的低排放。通过使用两种独立地预混合的燃料来降低排放(由于通过本技术
的燃烧器组件实现的预混合流线的不同长度而发生期望的预混合)，补充了由被维持在环
形腔中的上述驻涡实现的排放降低。

[0022] 在另一实施例中，该燃烧器组件包括：第一燃料供应部，将第一燃料提供到一个或者多个第一喷射器；以及第二燃料供应部，将第二燃料提供到一个或者多个第二喷射器。第
一燃料包括以下之一或者是以下之一：氢、碳氢化合物(诸如甲烷)、碳氢化合物的混合物
(诸如天然气)以及上述项的组合。第二燃料包括或者是：碳氢化合物(诸如甲烷)、碳氢化合
物的混合物(诸如天然气)、氨以及上述项的组合。

[0023] 在另一实施例中，除了第一喷射器和第二喷射器之外，该燃烧器组件还包括一个或者多个第三喷射器。第三喷射器将第三燃料喷射到燃烧室中。第三燃料的反应性小于第
二燃料。燃烧器组件适于在第三燃料进入燃烧室的反应区之前，使第三燃料与第三气流预
混合以形成第三预混合流线。第三预混合流线开始于第三燃料与第三气流预混合的起点，
并且在第三燃料进入反应区的位置处终止。因此，第一预混合流线、第二预混合流线和第三
预混合流线中的每一条预混合流线基本上都被形成在燃烧室中，然而，预混合流线中的一
条或者多条预混合流线的一部分可以延伸到燃烧室的外部，例如，预混合流线中的一条或
者多条预混合流线的一部分可以延伸到被包含在燃烧器组件内的旋流器中。

[0024] 第三预混合流线的长度大于第二预混合流线的长度。因此，在燃烧器组件中，使三种燃料(即，第一燃料、第二燃料和第三燃料)独立地预混合，并且因此实现了每个燃料流与
空气的期望的最佳预混合。这使燃烧器组件能够产生并且维持稳定的火焰，该稳定的火焰
耐受负载变化或者燃料的比率的变化。此外，在燃烧器组件中，由于每种燃料进行了期望的
预混合，所以实现了贫燃料燃烧，该贫燃料燃烧引起来自燃烧器组件的低排放，特别是NOX
的低排放。通过使用三种独立地预混合的燃料来降低排放(由于预混合流线的不同长度而
发生期望的预混合)，补充了由被维持在环形腔中的上述驻涡实现的排放降低。

[0025] 在另一实施例中，该燃烧器组件包括：第一燃料供应部，将第一燃料提供到一个或者多个第一喷射器；第二燃料供应部，将第二燃料提供到一个或者多个第二喷射器；以及第
三燃料供应部，将第三燃料提供到一个或者多个第三喷射器。第一燃料包括氢或者是氢；第
二燃料包括碳氢化合物(例如甲烷)或者碳氢化合物的混合物(例如天然气)或者是碳氢化
合物(例如甲烷)或者碳氢化合物的混合物(例如天然气)；并且第三燃料包括氨或者是氨。

[0026] 在另一实施例中，燃烧器组件的一个或者多个第一喷射器被布置在预燃室的前面上。预燃室的前面由烧嘴板形成，因此，换句话说，第一喷射器被布置在烧嘴板的面向燃烧
室的表面上。烧嘴板可以是被包含在燃烧器组件中的引燃器的一部分。燃烧器组件还包括
下游旋流器和上游旋流器。下游旋流器包括一个或者多个第二喷射器，并且将由第二喷射
器喷射的第二燃料和第二气流的混合物引入到燃烧室中。上游旋流器包括一个或者多个第
三喷射器，并且将由第三喷射器喷射的第三燃料和第三气流的混合物引入到燃烧室中。下
游旋流器和上游旋流器被布置为围绕预燃室或者被布置在预燃室周围。

[0027] 在燃烧器组件的另一实施例中，环形腔的纵横比为1:1，即，环形腔的轴向长度和环形腔的径向长度的比率为1:1，即，换句话说，环形腔的深度的比率为1:1。这提供了环形
腔的优选尺寸。

附图说明

[0028] 通过参考下面结合附图对本技术的实施例进行的描述，本技术的上述属性以及其他特征和优点以及实现它们的方式将变得更加显而易见，并且将更好地理解本技术本身，
其中：

[0029] 图1以截面图示意性地描绘了燃气涡轮发动机的一部分，其中集成有本技术的燃烧器组件的示例性实施例；

[0030] 图2示意性地图示了图1中的燃烧器组件；

[0031] 图3示意性地图示了本技术的可使用两种或者更多种不同的燃料操作的燃烧器组件的示例性实施例；

[0032] 图4示意性地图示了图3中的燃烧器组件，描绘了燃烧器组件的进一步的结构细节；

[0033] 图5示意性地图示了本技术的可使用两种或者更多种不同的燃料操作的燃烧器组件的另一示例性实施例；

[0034] 图6示意性地图示了图5中的燃烧器组件，描绘了燃烧器组件的进一步的结构细节；以及

[0035] 图7示意性地图示了根据本技术的各个方面的图5和图6所示燃烧器组件的透视图。

具体实施方式

[0036] 在下文中，详细描述本技术的上述以及其他特征。参照附图描述各个实施例，其中贯穿全文，相似的附图标记用于指代相似的元件。在以下描述中，为了进行解释，阐述了许
多具体细节以提供对一个或者多个实施例的透彻理解。可以注意到，图示的实施例旨在解
释本发明，而不是限制本发明。可以显而易见的是：可以在没有这些具体细节的情况下实践
这种实施例。

[0037] 可以注意到：在本公开中，术语“第一”、“第二”等在本文中仅被用于便于讨论，并且除非另外指出，否则不具有特定的时间意义或者先后顺序意义。

[0038] 本技术的基本思想是：使用驻涡特征来减少来自燃气涡轮发动机的燃烧器组件的排放。驻涡是通过使用被馈送到或者喷射到环形腔中的氨形成的，该环形腔位于包围燃烧
室的壁中。环形腔并且因此驻涡被定位成使得在燃烧室内发生燃烧时，环形腔并且因此驻
涡的位置在火焰前部的下游。换句话说，火焰在驻涡的上游，并且因此由燃烧产生的排放物
(NOx和N2O)穿过燃烧室，并且在离开燃烧室之前经过环形腔。燃烧室中的驻涡向经过的排
放物供应由氨产生的NH2自由基，并且将NOx和/或N2O转换为无污染的产物(主要是水和氮)。
优选地，除了被用于驻涡之外，氨还可以被用作燃烧中的燃料，并且因此由氨燃料燃烧产生
的排放物将由驻涡氨净化，从而使燃烧器组件成为自净化系统。

[0039] 图1以截面图示出了燃气涡轮发动机10的示例，其中包含本技术的燃烧器组件100。燃气涡轮发动机10(在下文中被称为发动机10)按流动顺序包括入口12、压气机或者压
气机段14、燃烧器段16和涡轮段18，它们通常以流动顺序被布置并且通常围绕纵向轴线20
或者旋转轴20并且沿纵向轴线20或者旋转轴20的方向被布置。

[0040] 在发动机10的运行中，通过进气口12吸入的空气24由压气机段14压缩并且被输送到燃烧段或者烧嘴段16。燃烧段16包括具有燃烧器组件100的烧嘴增压室26。燃烧器组件
100沿着燃烧器组件100的纵向轴线35延伸，并且包括通常由预燃室80和燃烧器罐70限定或
者围起的一个或者多个燃烧室28以及被固定到每个燃烧室28的至少一个烧嘴30。燃烧室28
和烧嘴30位于烧嘴增压室26内部。穿过压气机14的压缩空气进入散流器32，并且被从散流
器32排出到烧嘴增压室26中，空气的一部分从该烧嘴增压室26进入烧嘴30并且与气态燃料
或者液态燃料混合。然后，空气/燃料混合物被燃烧，并且来自燃烧的燃烧气体34或者工作
气体经由过渡导管17穿过燃烧室28而被引导到涡轮段18。

[0041] 紧随由燃烧引起的生成物，燃烧气体34包括NOx和/或N2O，在燃烧气体34离开燃烧室28并且流到过渡导管17中之前，NOx和/或N2O随后被从燃烧气体中净化。将NOx和/或N2O
(在下文中一起被称为排放物)净化是指：减少在燃烧气体34中的该排放物的量或者浓度。
通过使用驻涡来至少部分地从燃烧气体34中去除排放物，该驻涡使用氨气。驻涡被形成在
环形腔60中，该环形腔60存在于包围燃烧室28的壁中。随后参照图2至图7更详细地解释包
括环形腔60和驻涡的燃烧器组件100。

[0042] 该示例性燃气涡轮发动机10具有环管式燃烧器段装置16，该环管式燃烧器段装置16由燃烧器罐19的环形阵列构成，每个燃烧器罐19具有烧嘴30和燃烧室28，过渡导管17具
有与燃烧器室28交界的大致圆形的入口和环形段形式的出口。过渡导管出口的环形阵列形
成用于将燃烧气体引导至涡轮段18的环。

[0043] 涡轮段18包括被附接至轴22的若干动叶承载盘36。在本示例中，两个盘36分别承载涡轮动叶38的环形阵列。然而，动叶承载盘的数目可以不同，即，仅有一个盘或者多于两
个盘。另外，被固定至燃气涡轮发动机10的定子42的导流静叶40被设置在涡轮动叶38的环
形阵列的级之间。导流静叶44被设置在燃烧室28的出口与前涡轮动叶38之间，并且导流静
叶44将工作气体流转向到涡轮动叶38上。

[0044] 来自燃烧室28的燃烧气体进入涡轮段18并且驱动涡轮动叶38，该涡轮动叶38转而使轴22旋转。导流静叶40、44用于优化燃烧气体或者工作气体在涡轮动叶38上的角度。

[0045] 涡轮段18驱动压气机段14。压气机段14包括轴向串联的静叶级46和转子动叶级48。该转子动叶级48包括支撑动叶的环形阵列的转子盘。压气机段14还包括壳体50，壳体50
包围转子级并且支撑静叶级48。导流静叶级包括径向延伸的静叶的环形阵列，径向延伸的
静叶被安装到壳体50。这些静叶被设置为在给定发动机操作点处以最佳角度向动叶提供气
流。导流静叶级中的一些导流静叶级具有可变静叶，其中这些静叶围绕其自身纵向轴线的
角度可以根据在不同的发动机操作条件下可能发生的气流特性来针对角度调整。

[0046] 壳体50限定了压气机14的通道56的径向外表面52。通道56的径向内表面54至少部分地由转子的转子鼓53限定，该转子鼓53部分地由动叶48的环形阵列限定。

[0047] 参考上述示例性涡轮发动机来描述本发明，上述示例性涡轮发动机具有单个轴或者线轴，该轴或线轴连接单个多级压气机和单个一级或者多级涡轮。然而，应该理解的是，
本发明同样适用于两轴发动机或者三轴发动机，并且可以被用于工业应用、航空应用或者
海洋应用。

[0048] 在下文中，除非另有说明，术语“上游”和“下游”是关于燃烧气体34或者工作气体34穿过燃烧室28并且朝向过渡导管17的流动方向。除非另有说明，术语“向前”和“向后”也
是关于燃烧气体34或者工作气体34穿过燃烧室28并且朝向过渡导管17的流动方向。在下文
中，术语“轴向的”、“径向的”和“周向的”是相对于燃烧室28的纵向轴线35而言。

[0049] 可以注意到的是，在本公开中，术语“第一”、“第二”等在本文中仅被用来便于讨论，并且除非另有说明，否则不具有特定的时间意义或者先后顺序意义。

[0050] 图2示意性地描绘了燃烧器组件100的示例性实施例。组件100包括具有烧嘴板33的烧嘴30、具有比预燃室80更大的径向范围的燃烧器罐70。如上所述，燃烧室28由燃烧器罐
70和预燃室80限定。燃烧室28沿着纵向轴线35延伸。在燃烧段16中，燃料(例如至少第一燃
料1)在燃烧室28中发生燃烧。燃烧在反应区109中发生，该反应区109也被称为火焰。反应区
109或者火焰109具有反应区前部9或者火焰前部9，反应区前部9或者火焰前部9表示反应区
109或者火焰109的最下游的位置。

[0051] 烧嘴板30可以包括引燃器(未在图2中示出)，并且烧嘴板33可以是引燃器的一部分。组件100包括被配置为将第一燃料1喷射到燃烧室28中的一个或者多个第一喷射器103。
第一喷射器103可以被定位在烧嘴板33中。在烧嘴30(具体地，烧嘴板33)的下游对齐的是预
燃室80。该预燃室80具有作为预燃室80的入口的前面81。预燃室80的前面81与烧嘴板30(具
体地，与烧嘴板33)对齐。预燃室80具有中空的轴向延伸的大致柱形的结构。预燃室80包括
预燃室出口82。该预燃室出口82是预燃室80的出口。在预燃室出口82的下游对齐有燃烧器
罐70。燃烧器罐70和预燃室80通常围绕纵向轴线35被同轴地布置。燃烧器罐70的入口被定
位在预燃室出口82处，换句话说，燃烧器罐70起始于或开始于预燃室出口82所在的位置处。
燃烧器罐70具有中空的轴向延伸的大致柱形的结构。燃烧器罐70包括燃烧器罐70的出口
72。在燃烧器罐70的出口72的下游对齐的是过渡导管。

[0052] 在组件100中，燃烧器罐70包括环形腔60。该环形腔60(在下文中也被称为腔60)围绕纵向轴线35(在下文中也被称为轴线35)被周向定向。腔60被实现在燃烧器罐70的包围燃
烧室28的壁101中。腔60被形成为在壁101中的径向延伸的凹陷。腔60被配置为保持驻涡66。
该驻涡66是氨气6的基本上位于腔60内的环绕质量或者回旋质量。氨气6(也被简称为氨6)
由氨供应部62提供到腔室60。氨6在燃烧气体34的高质量流的影响下被维持为腔60中的驻
涡66。

[0053] 环形腔60与预燃室出口82的轴向距离D等于或者大于燃烧器罐70的长度L的50％，具体地，环形腔60与预燃室出口82的轴向距离D在燃烧器罐70的长度L的50％和75％之间。
燃烧室70的长度L是在燃烧器罐70的起点与燃烧器罐70的出口72之间的轴向距离，燃烧器
罐70的起点与预燃室出口82同位或者共位，燃烧器罐70的出口72可以与过渡导管17的入口
(未示出)同位或者共位。

[0054] 在燃气涡轮发动机10的操作期间，即，在用于操作组件100的方法中，首先在反应区109中燃烧第一燃料1，并且随后或者同时将氨6喷射到燃烧室28中以在燃烧室28中形成
驻涡66。氨6被喷射为使得驻涡66在燃烧室28中被形成在位于反应区前部9的下游的位置
处。第一燃料包括以下之一或者是以下之一：氢、碳氢化合物(诸如甲烷气体)、碳氢化合物
的混合物(诸如天然气)、氨或者上述项的组合(即，从氢、碳氢化合物(诸如甲烷气体)、碳氢
化合物的混合物(诸如天然气)和氨中选择的两个或者更多个的混合物)。

[0055] 反应区109通常被限制在燃烧器罐70的前半部内，即，反应区109或者火焰109通常被包含在燃烧器罐70的长度L的50％之内。燃料(即，在图2的示例中，为第一燃料1)的燃烧
以及可选地，第二燃料2(在图3至图6中示出的)的燃烧以及进一步可选地，第三燃料3(在图
3至图6中示出的)的燃烧产生燃烧产物34或者燃烧气体34，燃烧产物34或者燃烧气体34通
常轴向流向过渡导管17。除了其他化合物或者物质之外，燃烧产物34还包括诸如NOx和/或
N2O排放物的污染物。燃烧产物34与污染物一起从反应区109流出，具体地，经过反应区前部
9，并且流向燃烧器罐70的出口72。当燃烧产物34经过被定位在反应区前部9与燃烧器罐70
的出口72之间的腔60时，从驻涡66中的回旋的氨6产生的NH2自由基通过流动(例如在图2中
由附图标记69标记的箭头描绘的方向上)而接触污染物(诸如NOx和/或N2O)。NH2自由基与污
染物(诸如NOx和/或N2O)发生反应以产生无污染的产物(诸如氮和水)。

[0056] 燃烧器组件100的图2所示示例性实施例示出了在使用第一燃料1的同时使用驻涡66，然而，驻涡66除了可以被用于第一燃料1之外，还可以在使用第二燃料2(以及可选地第
三燃料3)的同时用来减少来自燃烧器组件100的排放。无论使用一种燃料(即，第一燃料1)，
还是使用一种以上燃料(即，第二燃料2或者第二燃料2和第三燃料3)，减排原理或者驻涡66
在减少排放中的工作原理都保持不变。在下文中，参照图3至图7解释了除了第一燃料1之
外，还将燃烧器组件1用于第二燃料2，并且可选地，除了第二燃料2之外，还将燃烧器组件1
用于第三燃料3，然而，本领域的技术人员可以注意到是，在所有情况下，腔60和在腔60内形
成并且维持的驻涡66在结构上和功能上都相同。

[0057] 图2、图3和图4示出了具有壁101(也被称为内壁101)的组件100的示例性实施例，该壁101在径向方向上限制燃烧室28。此外，组件100具有在轴向方向上限制燃烧室28的烧
嘴板33。如在图4中可以看出，组件100包括被径向地布置在内壁101的外部的外壁102。内壁
101和外壁102可以是围绕轴线35旋转对称的。如由箭头108指示的，空气24(在图1中示出
的)在内壁101与外壁102之间的空间25中流向烧嘴板33，使得内壁101冷却，并且空气24在
进入燃烧室28之前被预热。内壁101还可以是针对冷却效率的双层蒙皮布置。

[0058] 组件100包括如上所述适于将第一燃料1喷射到燃烧室28中的第一喷射器103，并且附加地包括适于将第二燃料2喷射到燃烧室28中的一个或者多个第二喷射器104以及适
于将第三燃料3喷射到燃烧室28中的一个或者多个第三喷射器105。第二燃料2的反应性小
于第一燃料1，并且第三燃料3的反应性小于第二燃料2。例如，当第一燃料1是氢，第二燃料2
是天然气，并且第三燃料3是氨气时，可以实现这一点。组件100包括将第一燃料1供应到第
一喷射器103的第一燃料供应部201、将第二燃料2供应到第二喷射器104的第二燃料供应部
202和将第三燃料3供应到第三喷射器105的第三燃料供应部203。

[0059] 组件100适于使第一燃料1和第一气流91预混合，使第二燃料2与第二气流92预混合，以及使第三燃料3与第三气流93预混合。如在图3中示意性地描绘地，气流91、92和93可
以独立于彼此而被供应到燃烧室28，或者替代地，如在图4中示意性地描绘的，气流91、92和
93可以一起以单个气流90的形式被引导穿过被包含在组件100中的旋流器107。旋流器107
轴向地位于烧嘴板33上以用于在空气24进入燃烧室28之前使空气24回旋。在经过空间25之
后，空气24沿径向向内的方向穿过旋流器107流向轴线35，并且进入燃烧室28。

[0060] 第一燃料1、第二燃料2和第三燃料3被喷射，使得在第一燃料1、第二燃料2和第三燃料3进入反应区109之前，第一燃料1、第二燃料2和第三燃料3与第一气流91、第二气流92
和第三气流93预混合或者与气流90的被指定为第一气流91、第二气流92和第三气流93的各
个部分预混合，来分别形成第一预混合流线112、第二预混合流线113和第三预混合流线
114。

[0061] 预混合流线112、113、114中的每一条预混合流线开始于燃料1、2、3与相应气流91、92、93预混合的起点，并且在燃料1、2、3进入反应区109的位置(即，第一位置1′、第二位置2′
和第三位置3′)处终止。燃料1、2、3预混合的起点通常是燃料1、2、3的喷射点，或者换句话
说，通常是第一喷射器103、第二喷射器104和第三喷射器105所在的地点的位置。

[0062] 喷射器103、104和105被布置在烧嘴板33中，其中第一喷射器103被定位成比第二喷射器104更接近轴线35，并且第二喷射器104被定位成比第三喷射器104更接近轴线35。因
此，相对于气流90的方向，第一燃料1从第二燃料2被喷射到气流90中的位置的下游被喷射
到气流90中，使得第二预混合流线113的长度L2大于第一预混合流线112的长度L1。此外，第
三喷射器105被定位成使得相对于气流90的方向，第三燃料3从第二燃料2被喷射到气流90
中的位置的上游被喷射到气流90中，使得第三预混合流线114的长度L3大于第二预混合流
线113的长度L2。

[0063] 第一预混合流线112的长度L1为从20mm至150mm之间，特别是从40mm至60mm之间，第二预混合流线113的长度L2为从40mm至300mm之间，特别是从80mm至120mm之间，并且第三
预混合流线114的长度L3为从60mm至400mm之间，特别是从125mm至175mm之间。

[0064] 可想到的是：大量的第一喷射器103被布置在烧嘴板33中，每个第一喷射器103具有到轴线35相同的距离。可想到的是：大量的第二喷射器104被布置在烧嘴板33中，每个第
二喷射器104具有到轴线35相同的距离。可想到的是：大量的第三喷射器105被布置在烧嘴
板33中，每个第三喷射器105具有到轴线35相同的距离。如上所述，包括第一喷射器103、第
二喷射器104和第三喷射器105的组件100还包括维持驻涡66的腔60，该驻涡66优选地由经
由氨气供应部62供应到腔60的氨6形成。

[0065] 燃烧室28中的火焰109具有内部再循环区110和外部再循环区111，该内部再循环区110通过将热的燃烧产物34输送到未燃烧的空气/燃料混合物来使火焰109稳定。

[0066] 可以在燃气涡轮发动机10的点火过程期间或者在部分负载操作期间操作组件100，使得仅第一燃料1和/或第二燃料2被喷射到燃烧室28中。在燃气涡轮发动机10的基本
负载操作期间，第三燃料3以及第一燃料1和第二燃料2中的至少一个被喷射到燃烧室28中。

[0067] 值得注意的是：组件100(具体地，如在图3和图4的示例性实施例中描述的)可以包括第一喷射器103和第二喷射器104，或者替代地，组件100(具体地，如在图3和图4的示例性
实施例中描述的)可以包括第一喷射器103、第二喷射器104和第三喷射器105。

[0068] 在组件100包括第一喷射器103和第二喷射器104而没有第三喷射器105的实施例中，组件100可以包括分别供应第一燃料1和第二燃料2的对应的第一燃料供应部201和第二
燃料供应部202。第二燃料2的反应性小于第一燃料1。在燃料1、2进入燃烧室28的反应区109
之前，组件100使第一燃料1和第二燃料2与第一气流91和第二气流92预混合以分别形成第
一预混合流线112和第二预混合流线113。第一预混合流线112和第二预混合流线113中的每
一条预混合流线都被形成在燃烧室28中，然而，预混合流线112、113中的一条或者两条预混
合流线的一部分可以延伸到旋流器107中，或者换句话说，预混合流线112、113中的一条或
者两条预混合流线可以在旋流器107内开始，并且流线从旋流器107开始进入到燃烧室28
中。如上所述，第二预混流管线113的长度L2大于第一预混合流线112的长度L1。如上所述，包
括第一喷射器103和第二喷射器104的组件100还包括维持驻涡66的腔60，该驻涡66优选地
由经由氨供应部62供应到腔60的氨6形成。

[0069] 在操作组件100中，呈现了本技术的方法的另一实施例。在该方法中，与燃烧至少第一燃料1一起，还在燃烧室28的反应区109中燃烧第二燃料2。第一燃料1和第二燃料2例如
经由被定位在烧嘴板33处的第一喷射器103和被定位在烧嘴板33上或者旋流器107的静叶
处的第二喷射器，而被单独地或者独立于彼此喷射到燃烧室28中，使得第一燃料1和第二燃
料2优选地在彼此不同的第一位置1'和第二位置2'处进入反应区109。第一预混合流线112
和第二预混合流线113在第一喷射器103和第二喷射器104的点或者地点或者位置与第一位
置1'和第二位置2'之间延伸，并且第二预混合流线113的长度L2大于第一预混合流线112的
长度L1。

[0070] 在具有第一喷射器103和第二喷射器104的组件100中，和/或在使用第一燃料1和第二燃料2的方法中，第一燃料1包括以下之一或者是以下之一：氢、碳氢化合物(诸如甲
烷)、碳氢化合物的混合物(诸如天然气)以及上述项的组合。第二燃料包括或者是：碳氢化
合物(诸如甲烷)，碳氢化合物的混合物(诸如天然气)、氨以及上述项的组合。

[0071] 在下文中，已经参考图5至图7来解释了组件100的另一示例性实施例和本技术的方法。

[0072] 如在图5、图6和图7中示出的，组件100包括用于将第一燃料1(例如氢)喷射到燃烧室28中的第一喷射器103，该第一喷射器103优选地被布置在烧嘴板33处，该烧嘴板33与预
燃室80的前面81同位或者共位。

[0073] 组件100还包括旋流器211和旋流器217，旋流器211用于引入第二燃料2和第二气流92的混合物，旋流器217用于引入第三燃料3和第三气流93的混合物。第一燃料1和第二燃
料2被引入到燃烧室28的由预燃室80限定的部分中。旋流器211相对于旋流器217位于下游，
并且因此，旋流器211被称为下游旋流器211，并且旋流器217被称为上游旋流器217。在下游
旋流器211内被定位有第二喷射器104，例如第二喷射器104被定位在下游旋流器211的静叶
211a(在图7中描绘的)上或者被定位在下游旋流器211的静叶211a之间的空间中。在上游旋
流器217内被定位有第三喷射器105，例如第三喷射器105被定位在上游旋流器217的静叶
217a(在图7中描绘的)上，或者被定位在上游旋流器217的静叶217a之间的空间中。因此，在
下游旋流器211和上游旋流器217内，第二气流92和第三气流93分别与第二燃料2和第三燃
料3混合。

[0074] 在轴向方向上(优选地，平行于轴线35的方向)，下游旋流器211的位置P1(例如在预燃室80处的中心位置)与预燃室80的前面81间隔开长度a1。上游旋流器217的位置P2与预
燃室80的前面81间隔开长度a2，该长度a2小于长度a1。因此，位置P1与位置P2在轴向上间隔
开差值a1‑a2。

[0075] 如在图5中示出的，上游旋流器217的外径d2可以大于下游旋流器211的外径d1。在上游旋流器217中，第三喷射器105被放置在径向上在最外面的位置处或者径向上在最外面
的位置附近，而在下游旋流器211中，第二喷射器104被放置在径向上在最外面的位置处或
者在径向上在最外面的位置附近，从而确保第三预混合流线114的长度L3的径向范围或者
径向部分大于第二预混合流线113的长度L2的径向范围或者径向部分。在组件100的示例性
实施例中，上游旋流器217的直径d2在150mm(毫米)与450mm之间，更具体地，上游旋流器217
的直径d2为大约250mm，而下游旋流器211的直径d1在50mm与250mm之间，更具体地，下游旋
流器211的直径d1为大约100mm。

[0076] 如上所述，在本技术的包括在图5和图6中描绘的组件100的实施例的组件100中，第二预混合流线113的长度L2大于第一预混合流线112的长度L1。进一步地，第三预混合流线
114的长度L3大于第二预混合流线113的长度L2。如上所述，包括上游旋流器217和下游旋流
器211的组件100还包括维持驻涡66的腔60，该驻涡66优选地由经由氨供应部62供应到腔60
的氨6形成。

[0077] 在图5和图6中描绘的组件100同样适用于在图2至图4中描绘的组件100的实施例，该组件还可以包括至少一个温度传感器239，以测量在组件100的至少一个区域(具体地，燃
烧室28的一个区域)中的温度。温度传感器239生成测量信号241，该测量信号241被提供至
同样被包括在组件100中的控制器245。该控制器245接收来自组件100内的一个或者多个不
同区域的测量信号241，具体而言，接收来自燃烧室28内的一个或者多个不同位置的测量信
号241，并且调整第一燃料1、第二燃料2和/或第三燃料3的质量流量，以便基于所测得的在
燃烧室28的不同区域中的一个或者多个温度来控制燃烧过程或者燃烧参数。

[0078] 如在图6中示出的组件100包括燃料通路5，这些燃料通路5将第一燃料1、第二燃料2和第三燃料3分别(经由不同的燃料通道5)引导或者供应到第一喷射器103、第二喷射器
104和第三喷射器105。

[0079] 在图6中还示出了使再循环区109或者火焰109稳定的再循环区110、111。如上所述，第一喷射器103可以是引燃器31的一部分。

[0080] 腔60存在于本技术的组件100的所有上述实施例中。腔60的位置如早前参照图2解释的一样。腔60可以具有各种尺寸(例如在如在图4中示出的实施例中)，然而，也可适用于
组件100的一个或者多个其他实施例的是，环形腔的纵横比为1:1，即，环形腔60的轴向长度
Lc等于环形腔60的径向长度Dc。径向长度Dc表示环形腔60的深度。

[0081] 虽然已经参考某些实施例详细地描述了本技术，但是应该理解的是，本技术不限于那些精确的实施例。相反，鉴于描述了用于实践本发明的示例性模式的本公开，在不脱离
本发明的范围和精神的情况下，本领域的技术人员可以进行许多修改和变化。因此，本发明
的范围由以下权利要求书而不是前述描述指示。在权利要求书的等效含义和范围内的所有
改变、修改和变化都应该被认为在权利要求书的范围内。